Астрономы приблизились к разгадке тайны величайшего урагана
Астрономы сфотографировали Большое красное пятно – величайший ураган Солнечной системы в инфракрасном диапазоне с ранее недоступным качеством. Астрономы заглянули внутрь Большого красного пятна на Юпитере – самого большого и не прекращающегося уже сотни лет урагана в Солнечной системе. При помощи инфракрасных телескопов была составлена подробная карта этого загадочного образования.
О результатах совместной работы нескольких обсерваторий рассказывается на сайте NASA. Для того чтобы разглядеть ранее неразличимые детали Большого красного пятна, исследователи задействовали три крупнейших телескопа мира или четыре — с подсчетом телескопов в данном случае возникают некоторые сложности.
Первый инструмент каждый раз требует специального пояснения при переводе его названия на русский. Во-первых, «очень большой телескоп» — это не эпитет, а официальное название. Главное зеркало диаметром 8 м его вполне оправдывает. Во-вторых, Южная европейская обсерватория находится вовсе не в Европе, как можно подумать. Астрономы из Европейского космического агентства расположились на высокогорном плато в Чили.
О работе Южной европейской обсерватории в 2009 году появлялось множество различных сообщений — от создания ее специалистами рекордной по качеству панорамы Млечного Пути до обнаружения почти трех десятков экзопланет.
Японский телескоп «Субару» тоже находится вовсе не на Фудзияме или иной горной вершине Японии. Его построили при участии национальной обсерватории Японии на Гавайских островах, принадлежащих США. И с третьим телескопом, «Джемини», тоже есть тонкость — его имя, переводящееся на русский с латыни как «близнецы», было выбрано учеными далеко не случайно.
«Джемини» — это два прибора, «Джемини-северный» на Гавайских островах и «Джемини-южный» в Чили. Для наблюдений Юпитера использовался только «Джемини-северный», однако его тоже можно с полным правом считать полноценным инструментом. А если учесть дополнительные снимки, сделанные инфракрасным телескопом в обсерватории NASA на Гавайских островах, то получится уже не три, а четыре телескопа.
Зачем два телескопа из обсерваторий в разных местах Земли объединять в один прибор? Свет от далекой звезды или иного объекта дойдет до каждого из телескопов за разное время. Эта разница может помочь в получении дополнительной информации. Причем чем больше расстояние между телескопами, тем лучше. Ну а то, что в одном месте сосредоточено множество разных астрономических инструментов, объясняется редкими для наблюдений благоприятными условиями: ясное небо, чистый воздух и отсутствие засветки от городских огней.
Качество инфракрасной съемки удалось поднять почти до уровня обычной фотографии, что привело к новому открытию: оранжевый «глаз» в центре Большого красного пятна нагрет на несколько градусов сильнее, чем остальное пятно. Природу такой аномалии еще предстоит установить, но очевидно, что эта, казалось бы незначительная, разница способна обеспечить устойчивую циркуляцию газовых потоков.
89% атмосферы приходится на водород. Еще примерно 10% на гелий, оставшиеся доли процента занимает метан, аммиак и этан. Есть и «снег» — как из водяного, так и из аммиачного льда. Для дыхания такая смесь совершенно непригодна, а ее запах из-за аммиака явно оставляет желать лучшего.
По словам Ли Флетчера, ведущего автора исследования, новые данные позволили доказать, что цвет Большого красного пятна, который немного меняется со временем, явным образом зависит от метеорологической обстановки. Скорость ветра, давление, температура и химический состав атмосферы (нижние слои могут отличаться по составу от верхних) — точные связи между этими факторами и наличием насыщенной красной окраски еще предстоит установить. Кроме того, Большое красное пятно оказалось намного более сложным, чем считали астрономы ранее: его структура далеко не однородна.
Большое красное пятно было открыто итало-французским астрономом Джованни Кассини в 1665 году. Ученый вел наблюдения при помощи инструмента ныне вышедшей из употребления конструкции — длинного шеста с отдельно закрепленными на нем объективом и окуляром. Линзы для телескопов Кассини шлифовал оптик и астроном Джузеппе Кампани, а площадкой для наблюдения выступала башня Парижской обсерватории. Качество изображения было, по всей видимости, на уровне любительских инструментов наших дней, но увидеть «небольшое» пятно на Юпитере это не помешало.
Измерения, проведенные впоследствии астрономами, показали, что внутрь Большого красного пятна легко могла бы пройти Земля целиком. Ученые выяснили и то, что это гигантское образование является устойчивым, сохраняющимся на протяжении минимум сотен лет, ураганом. Но вот выяснить, что же внутри пятна, долгое время оставалось невозможным.
Со времен Кассини прошло свыше 300 лет, и 25 февраля 1979 года на Большое красное пятно был наведен объектив камеры на «Вояджере», первом построенном человечеством межзвездном зонде (сейчас аппарат пересекает внешние границы Солнечной системы). Ученые впервые в истории смогли посмотреть на загадочный объект со сравнительно близкого расстояния и получили превосходные цветные снимки, которые, впрочем, не позволили заглянуть под поверхность облаков Юпитера.
Аппаратура «Вояджера» смогла измерить уровень магнитного поля планеты, плотность радиационных потоков и даже записать звуки Юпитера -электромагнитные волны, создаваемые электрическими разрядами в атмосфере.
Анализ электромагнитных полей планеты позволил узнать немало интересного. Во-первых, само наличие магнитного поля указывало на наличие где-то внутри Юпитера проводящего электрический ток ядра. Ядро Земли состоит из железа, а ядро самой большой планеты Солнечной системы, согласно одной из моделей, – из металлического водорода, впрочем, полной определенности в вопросах внутреннего устройства газового гиганта у астрономов нет. Применительно к Большому красному пятну важнее другая деталь – наличие в атмосфере Юпитера молний и грозовых разрядов.
В 1995 году к Юпитеру приблизился зонд «Галилей» (Galileo). Он сбросил отделяемый аппарат, который направился прямиком в атмосферу планеты, в путешествие с гарантированным невозвратом. Скорость в 47 км/с была погашена до скорости звука за две минуты. Около часа обреченный на гибель зонд падал вглубь облачного слоя планеты, передавая на «Галилей» бесценные данные.
На глубине 140 км, когда температура достигла 153 градусов по Цельсию, а давление превысило 23 атмосферы, зонд замолк навсегда. И на долгое время у астрономов остались только данные его телеметрии и инфракрасные снимки с борта самого «Галилея».
